rede de coleta de esgoto

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Universidade Federal do Piaui 
rede coletora de esgoto
Professor: Carlos Henrique Brauna
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Concepção
Capacidade de recepção
Padrões de lançamento
Autodepuração
Tipo de rede
Traçado
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POÇO DE VISITA (PV) : é uma câmara visitável, construída em concreto ou alvenaria. Possibilita o acesso de homens e equipamentos para limpeza e desobstrução de coletores. Os poços de visitas devem ser utilizados nos seguintes casos (NBR 9649/1986):
Na interligação de mais de dois trechos;
No inicio de coletores;
Nas mudanças de direção, declividade, diâmetro e mat;
Na reunião de coletores;
Na reunião de coletores com degraus e tubo de queda;
Trechos com profundidade maiores que 3,0m.
Podem ter diâmetros de 600, 1000 e 1200mm.
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Deve ser instalado tubo de queda para desnível maior que 0,5 m entre coletores.
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Poço de visita
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Diâmetro de 600 usado para tubulações de 100 mm.
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Diâmetro de 1 m usado para tubulações de 150 a 350 mm.
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Diâmetro de 1 m usado para tubulações acima de 400 mm ou reunião de mais de dois coletores.
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Terminal de limpeza
Dispositivo que substitui os PVs no inicio de coletores.
Não permite visita e inspeção.
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O TIL é um dispositivo não visitável, fabricado em PVC ou outro material plástico destinado à inspeção visual e à introdução de equipamentos de desobstrução e limpeza dos coletores.
Trabalhadores não entram em contato com o material residual.
 
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CAIXA DE PASSAGEM (CP) : A CP é o dispositivo que não permite o acesso e nem inspeção, por estar localizada no meio do trecho, desde que justificada por razões técnicas ou econômicas.
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Rede condominial
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Órgãos acessórios
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Tipos de materiais da rede coletora.
Historicamente tem sido utilizados os tubos de barro vidrado (tubos cerâmicos) para diâmetros até DN 350.
De DN 400 em diante têm sido utilizados os tubos de concreto armado.
Ultimamente o PVC tem ganho espaço para diâmetros até 400 mm.
Tubos de ferro fundido são utilizados em linhas de recalque de elevatórias.
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Localização da rede coletora
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Ligação predial
P=a+ iL +h + hc
P = Profund. minima do coletor
a = Dist. entre a geratriz interna do coletor publico até a geratriz 
interna do ramal predial .
i = Declividade do ramal predial.
L = Dist. Entre o coletor publico e o ramal predial.
h = Desnível entre a via publica e o aparelho sanitário mais desfavorável.
hc = Altura a caixa de inspeção.
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Ligação predial
Valores de a e i para diferentes diâmetros e declividades do ramal predial e do coletor publico.
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O projeto hidráulico-sanitário das tubulações de esgoto envolve considerações sobre três aspectos principais:
hidráulicos: as tubulações funcionando como condutos livres deverão transportar as vazões máximas e mínimas previstas no projeto; 
reações bioquímicas: controle de sulfeto de hidrogênio;
deposição de materiais sólidos encontrados no esgoto: ação de autolimpeza.
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Hidráulica da rede coletora
Escoamento em canal
Movimento uniforme em lamina livre.
Permite a circulação do liquido com o mínimo de perda de carga.
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Hidráulica da rede coletora
Formulas básicas de dimensionamento
Baseiam-se em fluxos uniformes, vazões e declividades constantes.
Formula da continuidade.
Formula de Manning.
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Parâmetros de projeto
Vazão de projeto
Diâmetro
Velocidade de escoamento
Tensão trativa
Profundidade do escoamento
Lamina de escoamento
Velocidade critica
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Vazão de projeto
Período de projeto
Previsão demográfica
Contribuição per capita
Acréscimo de vazão (K1 e K2)
Vazão de infiltração
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População
Principal parâmetro para o calculo das vazões
Devem ser estimadas as populações finais de inicio de plano, e as futuras de fim de plano, estimadas para o alcance de projeto.
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Critérios de projeto
Consumo per capita (100 a 500 L/hab.d)
Período de projeto
Previsão demográfica
Coeficiente de retorno
Vazão domestica
Vazão de infiltração
Vazão pontual
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Consumo per capita
100 a 500 L/hab.dia
Normalmente 150 L/hab.dia
Período de projeto
20 a 25 anos
Previsão demográfica
Estudos da população
Dados censitarios
Coeficiente de retorno
Normalmente 0,8
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População de projeto
Métodos gráficos
Processo de prolongamento da curva de crescimento
Processo das curvas de crescimento das outras cidades
Métodos analíticos
Crescimento geométrico
Crescimento aritmético
Curva logística
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População de projeto
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População de projeto
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População de projeto
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Vazão domestica
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Vazão domestica
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Vazão domestica
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Coeficiente de retorno
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Variação de vazão
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Variação de vazão
Formulas empíricas tendo como base a população (p).
Harmon
Gifft
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Coeficientes de variação de vazão
K1 (Coeficiente de máxima vazão diária)
Relação entre a maior vazão diária verificada no ano e a vazão média diária anual.
K2 (Coeficiente de máxima vazão horaria)
Relação entre a maior vazão observada num dia e a vazão média horaria no mesmo dia.
K3 (Coeficiente de mínima vazão horaria)
Relação entre a vazão mínima e a vazão média anual.
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Variação de vazão
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Variação de vazão
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Vazão de infiltração
Ocorre através de tubos defeituosos, conexões, juntas ou paredes dos PVs.
Quantidade depende da extensão da rede, diâmetro, área servida, tipo de solo, profundidade do lençol freático, topografia e densidade populacional.
NBR 9649: 0,05 a 1,0 L/s.km
Metcalf e Eddy: 0,01 a 1 m3/d.km.mmtubo 
CAGECE: 0,05 L/s.km
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Vazão pontual
Principais fontes: Prédios comerciais, hospitais, industrias, aeroportos.
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Vazão pontual
Industria
Função do tipo de industria, processo, equipamentos, grau de reciclagem de água, etc.
Informações importantes:
Vazão total.
Número de pontos de lançamento.
Regime de lançamento (continuo ou intermitente, duração e frequência).
Pontos de lançamento (rede coletora ou cursos de água).
Eventual mistura dos despejos com esgotos domésticos e águas pluviais.
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Vazão pontual
Industria
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Diâmetro
Depende dos outros parâmetros.
O diâmetro mínimo tem sido fixado em 100 mm.
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Velocidade de escoamento
Velocidade mínima
Entrou em desuso devido ao conceito de tensão trativa.
Velocidade máxima
Depende da velocidade critica.
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Conceito:
TENSÃO TRATIVA
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TENSÃO TRATIVA
A tensão trativa representa um valor médio da tensão ao longo do perímetro molhado da seção transversal considerada.
A máxima tensão trativa ocorre próximo à geratriz inferior
A mínima ocorre próximo à superfície da água
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TENSÃO TRATIVA
Tensão trativa e o controle de sulfetos
Presença de oxigênio dissolvido inibe o aparecimento de sulfetos;
A película de lodo formada nas partes submersas da parede da tubulação é a principal fonte de geração de sulfeto
Reid e Yang observaram que o desenvolvimento da película de limo estava relacionado com a tensão trativa e que há um limite crítico a partir do qual se formaria a película de limo.
A tensão de 1,5 Pa praticamente inibe a formação de sulfetos em coletores acima de 500mm (Machado Neto e Tsutiya, 1985)
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Tensão trativa
δT = Tenção trativa em Pa
γ = Peso especifico da água (N/m3) 
Rh = Raio hidraulico (m)
I = Declividade (m/m)
TENSÃO TRATIVA
Determinação das declividade mínimas dos coletores de esgoto, considerando vários n de Manning e tensão trativa média de 1,0 Pa
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Tensão trativa
Para a rede coletora
δT min = 1,0 Pa (NBR9648)
I0 = Declividade mínima para cumprimento da tensão trativa
Qi = Vazão inicial ou vazão minima de fixação de declividade
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Tensão trativa
Para os interceptores
δT min = 1,5 Pa (NBR9648)
I0 = Declividade mínima para cumprimento da tensão trativa
Qi = Vazão inicial ou vazão minima
de fixação de declividade
VELOCIDADE CRÍTICA E O ARRASTE DE AR
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VELOCIDADE CRÍTICA E O ARRASTE DE AR
Dependendo da turbulência do escoamento poderá haver a entrada de bolhas de ar na superfície do líquido.
A mistura água-ar ocasiona um aumento na altura da lâmina d’água, sendo importante verificar se a tubulação projetada ainda continua funcionando como conduto livre;
No caso do escoamento de esgoto, o conhecimento da mistura água-ar é de grande importância, principalmente quando a tubulação é projetada com grande declividade;
A NBR 9649 da ABNT recomenda: “quando a velocidade final Vf é superior a velocidade crítica Vc, a maior lâmina admissível deve ser de 50% do diâmetro do coletor, assegurando-se a ventilação do trecho; a velocidade crítica é definida por Vc = 6(gRH)1/2.
CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO
Regime hidráulico de escoamento
funcionamento como conduto livre em regime permanente e uniforme;
o escoamento nas redes são extremamente variáveis;
fatores contrários ao dimensionamento pelo regime permanente e uniforme;
aumento da vazão para jusante;
variação da vazão ao longo do dia;
presença variável de sólidos;
mudança de cotas no poço de visita de jusante.
CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO
Vazão mínima considerada para dimensionamento hidráulico
1,5 L/s (NBR 9649 de 1986 da ABNT).
Diâmetro mínimo
100 mm (DN 100) - (NBR 9649 de 1986 da ABNT).
Declividade mínima
CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO
Lâmina d’água máxima
CRITÉRIOS DE DIMENSIONAMENTO
Lâmina d’água mínima
Não se limita a lâmina d’água mínima
Velocidade crítica
Quando a velocidade final (Vf) é superior à velocidade crítica (Vc), a lâmina de água máxima deve ser reduzida para 50 % do diâmetro do coletor. Define-se a velocidade crítica por:
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Velocidade de escoamento
Formula de manning
	Rh = raio hidraulico
 n = Coef. de rugosidade
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Vazões de esgoto
Contribuição de esgoto domestico
	
	C = coef de retorno
	P = população 
	a = Area servida (ha)
	d = Densidade populacional (hab/ha)
	q = Consumo efetivo de água (L/hab.dia)
	
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Vazões de esgoto
Vazão inicial (L/s)
Qi = K2.Qdi+QI+Qpi
Vazão final (L/s)
Qf=K1.K2.Qdf+QI+Qpf
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Taxas de dimensionamento (L/s.ha)
A = Area esgotada
TI = taxa de infiltração
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Taxas de dimensionamento (L/s.m)
L = Comprimento da tubulação
TI = taxa de infiltração
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Calculo do diâmetro
Equação de manning com n = 0,013, limitando-se y/d = 0,75
QF = Vazão final de plano
I =Declividade
Adotar o DN imediatamente superior ao D calculado
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Remanso
Sempre que a cota do nível de água na saída de qualquer PV ou TIL ficar acima de qualquer das cotas dos níveis de água de entrada, deve ser verificada a influencia do remanso no trecho de montante.
Deve se buscar coincidir o nível de água dos tubos de montante e jusante para evitar o remanso.
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Profundidade
Prof. mínimas:
Leito – 0,9 m
Passeio – 0,65m
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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Planilha de dimensionamento
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